超导电力技术在未来智能电网运用

山西省电力公司晋中电力公司寿阳供电公司，山西晋中 045400

摘 要 超导电力技术作为当前一种全新技术，已经进入快速发展阶段，并在电网中发挥重大作用，推动我国电力行业的深化改革与发展。未来智能电网的发展速度将进一步加快，再加上智能化程度的不断提升，超导电力技术的应用将占据重要地位，本文结合超导电力技术的发展状况，对其在未来智能电网中的运用进行具体分析与探讨。

关键词 超导电力技术；智能电网；运用；发展

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）70-0026-02

超导电力技术作为21世纪的高新技术之一，其应用与发展具有不可忽视的战略意义。通过应用超导电力技术，可有效促进电力工业发展水平的提升，推动电力工业改革与发展。以我国实际国情为出发点，再加上电力工业发展的实际情况，超导电力技术在未来智能电网中的运用，将解决电力工业发展面临的各种难题，已成为电力工业可持续发展的必经之路。

1增强电力系统稳定性能

以智能电网的发展来看，具有独特的自治能力和自愈能力，从根本上确保电网运行的安全性、稳定性。而智能电网的未来发展，也必将实现能量双向流动，通过更多新设备、新技术的运用，可逐渐减少由于电力系统扰动而产生的影响，满足智能电网的未来发展需求。作为控制大电网稳定性的重要手段，可考虑采用超导储能装置，以发挥一个独立输出、快速反应的电源功能，加设到电力系统中，有效确保系统的有功备用效率，即使发生故障情况下，也可快速反应，将故障损失降到最低[1]。通过快捷、有效的有功调节或者无功调节，可极大增强系统可控性能，提高应对扰动能力，进而确保整个系统的安全、稳定运行。与当前已经投入使用的电网稳定装置相比，采用超导电力技术，可更好地回收过剩能量，提高反应速度，满足智能电网对稳定性提出的更高要求。因此，将超导储能技术当做功能强大的全新装置，实现电能和电网之间有功功率的灵活交换，由过去被动致稳转变为主动致稳，效果良好。

另外，若想保持电网运行的稳定性，及时隔离故障部分也是有效方法之一。如果系统出现故障，而电气系统不能及时隔离，必然对暂态稳定不利。随着电网容量的进一步扩大发展，短路电流水平随之增强，但是由于电气设备设计时主要以短路容量为标准，因此极大提高开关设备成本，甚至难以准确选型。因此，为了进一步控制短路电流，以当前使用的方法来看，无论是改变运行方式还是电网结构，或者运用电气设备，都将带来成本的增高，也对电力系统的稳定性不利[2]；如果采用超导故障限流器，将有效控制短路电流现象，通过实现超导体中常态和超导的转换，将零电阻在最短时间内转化为高阻值，控制短路电流现象；因此，应用超导故障限流器，可刚好地满足智能电网运行的快捷性、精准性、稳定性，快速将故障隔离，并利用超导储能装置实现有功功率的补偿，双重保障稳定性，确保智能电网顺利运行。

2支持可再生能源的运用

在低碳经济发展的大背景下，可再生能源已成为发展未来电力的重要一部分。若想提高可再生能源的应用效率，必须采取必要的措施或方法，改善可再生能源品质，更好地与智能电网运行相结合，实现能源系统互动、优化互补，增强能源应用效率。应该认识到，可再生能源具有不稳定性和间歇性等特征，再加上光伏发电系统的运用与传统汽轮机组、水轮机组等有所不同，而风力发电机组中的惯性与单机容量等也有所不同，因此发电方式的变化，必将带来电网结构、管理手段及控制方法的转变，对电力系统如何安全、有效、稳定运行，提出更多挑战[3]。超导电力技术的运用，实现了电网备用储能需求，可极大支持可再生能源的发电接入，对增强电网运行安全性、可靠性具有重要意义。同时，超导电力技术还可改善分布式发电系统的运行方式，提高可再生能源发电的电能质量，保障功率平衡。

3增强智能电网的抗打击能力

对于电网运行来说，可能受到各种外部打击作用，如自然力、战争、人为因素等等；以我国2008年严重的冰冻灾害对电网造成的影响来看，提高电网抗打击能力至关重要。以智能电网发展来看，增强防御能力就是有力抵挡来自外部的破坏力，即使电网受到一定的外部打击，仍能确保安全、稳定运行，尤其保障对关键负荷的有效电力输送。

增强智能电网的抗打击能力，关键在于保护对重要负荷的供电能力。因此可以考虑在配电系统中，应用中小型超导储能设备，以发挥容量密度高、反应速度快等优势，可作为紧急时期的备用电源，发挥有力保护作用。增强电网防御能力，就是在电网处于非正常运行的情况下，仍能确保对重要负荷的大量电力输送工作。利用超导电力技术，即使运行电压比常规电缆偏低，仍能将强大的电能通过超导电缆传输到负荷中心[4]。因此，即使输电走廊出现问题，也可通过超导电力技术确保重要负荷的正常运行。通过应用超导储能备用技术或者超导电缆的大容量传输技术，可全面确保智能电网的防御能力提升，应用于突况中，具有一定现实意义。

4确保智能电网的电能质量

随着信息化社会的飞速发展，电网电压与频率的波动作用可能给信息系统的稳定运行带来影响，并对工业产品的质量与寿命产生危害。因此，提高电网的电能质量，应引起足够重视。一方面，输电系统的质量控制。对于远距离、大功率的输变电系统来说，通过应用超导电力技术，可有效确保电网的电能质量。这样，可以实现瞬间吸收或者释放能量的目标，减少频率波动；同时通过超导电力技术的电压支持或无功支持，也可确保电压的稳定性。

另一方面，配电系统的质量控制。以中小型超导储能设备运行，尤其是微型超导储能来看，可以通过对速度的调节来优化有功特性或无功特性，以此改善功率因数，确保电网频率的稳定性，减少电压波动，实现电网谐波平衡，提升供电质量，满足工业、生产、生活等全方面需要[5]。

在优化电能质量过程中，并不需要涉及较大的超导储能系统容量，但是对功率要求较高。因此，通过提升输电层面与配电层面的电能质量，基本可确保智能电网的优质性发展。

5 实现集约型

通过应用智能电网，具有高效性特征，极大确保电网设备的使用效率，降低线损，优化运营成本。通过应用新技术、新设备、新手段，可确保网络安全、稳定运行。使用超导电阻，实现电流密度的无临界，并以高温超导线作为主要导体，可增强电流能量传输性能。由于超导电缆的损耗极低，可有效控制供电网络的损耗问题，与低碳经济发展目标相一致。另外，超导电缆的结构非常紧凑，即使不增加电缆的尺寸，也可确保传输功率的有效提升，同时对环境影响非常小，基本可以忽略不计[6]。因此，从电缆运行的安全性、经济性角度来看，该技术的应用可确保供电稳定性，节约安装空间与成本，具有广泛的应用前景。

总之，超导电力技术在智能电网的应用尚处于初级探索阶段，结合我国电力系统发展的实际情况及运行特征，超导电力技术必将在未来智能电网发展中，发挥重要作用。

参考文献

[1]陈中，肖立业，王海风.超导电力技术在未来智能电网应用研究[J].电工文摘，2010(3).

[2]杨公安，蒲永平，王瑾菲，等.超导材料研究进展及其应用[J].陶瓷，2009(7).

[3]徐建，邱晓燕，汪兴旺.超导储能技术对智能电网电压稳定的影响[J].四川电力技术，2009(z1).

[4]胡炜，王璐，王晶晶，王清.智能电网技术框架下的节能降耗技术若干思考[J].2010年中国电机工程学会年会，2010.

[5]胡毅，唐跃进，任丽，等.超导电力技术的发展与超导电力装置的性能检测[J].高电压技术，2007(7).

[6]孙文明.浅议电网改造中超导限流技术应用前景[J].数字技术与应用，2011(10).